CN104987336B - 乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3‑b]喹喔啉‑11‑氧衍生物、药物组合物、制备方法和应用 - Google Patents

乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3‑b]喹喔啉‑11‑氧衍生物、药物组合物、制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3‑b]喹喔啉‑11‑氧衍生物，其具有式（Ⅰ）所示的结构通式：其中，基团R为H或F，n为2，4或6。同时，本发明还公开了所述衍生物的制备方法及在制备抗肿瘤前药中的应用。本发明的吲哚[2,3‑b]喹喔啉‑11‑氧衍生物在乏氧细胞的还原环境下，产生羟基自由基，羟基自由基通过破坏DNA杀死癌细胞，2‑硝基咪唑侧链在乏氧细胞的还原环境下还原形成亚硝基衍生物、羟胺和胺,这些还原产物能与DNA偶联；在常氧环境下，吲哚(2,3‑b)喹喔啉‑11‑氧衍生物不被还原，使得吲哚[2,3‑b]喹喔啉‑11‑氧衍生物表现出良好的乏氧选择活性，可以用于制备治疗实体瘤的药物。

Description

乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物、药 物组合物、制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种抗肿瘤前药化合物，具体的说是一种乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b] 喹喔啉-11-氧衍生物、药物组合物、制备方法和应用。
背景技术
恶性肿瘤作为全球较大的公共卫生问题之一，极大地危害人类的健康，并将成为新世纪人类的第一杀手。据世界卫生组织统计，全世界现有肿瘤患者7600万，每年新增700万例，因癌症死亡的达600万例，占总死亡人数的12％，估计到2015年将有1500万新发病例。我国是恶性肿瘤的高发国家。我国作为一个发展中的大国，由于工业化城镇化和人口老龄化进程的加快，不良的生活方式以及环境污染等问题的存在，恶性肿瘤面临的形势也愈发严峻。癌症成为城市人口首位死因(占死亡总数的25.0％)，是农村人口第二位死因(占21.0％)，其中实体瘤占肿瘤死因的主导地位。
乏氧是实体瘤发展过程中必经的环境条件之一。乏氧可通过多种机制导致肿瘤细胞耐药性增强降低肿瘤细胞对放疗、化疗的敏感性，导致肿瘤新生血管的形成，促进肿瘤细胞侵袭和转移，或削弱免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用，导致肿瘤细胞适应乏氧环境，成为肿瘤难以治愈、容易复发、侵袭和转移、放化疗失败的重要原因。但同时，肿瘤乏氧也为设计新型抗肿瘤药物提供了一个重要的作用靶点。因此，寻找对乏氧环境有效的药物具有重大的理论研究价值和临床应用需求。迄今人们已研究发现了多种针对肿瘤乏氧的治疗方法，近年来生物还原药物成为新的研究热点，其可选择性在肿瘤乏氧区经生物还原酶作用，产生对乏氧细胞有毒的代谢产物，具有杀死乏氧细胞的功效。例如生物还原类药物苯并三嗪双-N-氧化物的替拉扎明已进入临床研究。目前研究得较多的生物还原药物主要包括硝基芳环或硝基芳杂环类化合物(如双烷化硝基咪哇、RSU1069和RB6145等)、醌类化合物(如丝裂霉素C、EO9及甲基丝裂霉素等)、氮氧化物(如替拉扎明及喹喔啉-1,4-二氧化物等)和过渡金属络合物(如钻、铬等)等。
喹喔啉类化合物是一类重要的苯并吡嗪杂环类化合物，具有广泛的生理活性，如抗菌、抗病毒，抗肿瘤等，它的衍生物可以与DNA、人端粒G-四链体或拓扑异构酶等相互作用，从而产生各种生物活性。1959年，Goodwin等人首次从夹竹桃科植物椭圆玫瑰树中分离出玫瑰树碱，它具有很好的抗肿瘤、抗病毒活性，但同时也具有选择性差，易产生毒副作用的缺点。随后，研究方向转入了6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉系列。用氮原子替换了5、11位上的甲基后，该化合物的细胞毒性较玫瑰树碱大大降低了，并且具有很好抗肿瘤的活性。喹喔啉氮氧化合物属于生物还原类药物氮氧化物的一种，研究人员致力于对喹喔啉类化合物的研究和改造，期望获得活性更高、副作用更小的新型喹喔啉类化合物，用于抗肿瘤药物制剂的制备。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有乏氧选择性的抗肿瘤前药——吲哚[2,3-b]喹喔啉 -11-氧衍生物、以该衍生物或其可药用盐作为有效成分的药物组合物，同时提供其在制备具有乏氧选择性的抗肿瘤前药中的应用。
本发明的目的之二是提供一种吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物的制备方法。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物，其具有式(Ⅰ)所示的结构通式：
其中，基团R为H或卤素，n为2，4或6。
优选的，所述卤素为F。
本发明优选的如化学通式(Ⅰ)所述的衍生物，其具体化合物如下：
化合物Ⅰ-a，其化学式为：C19H14N6O3；化学名称为：6-(2-(1-(2-硝基-1H-咪唑))乙基)-11- 氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下：
化合物Ⅰ-b，其化学式为：C21H18N6O3；化学名称为：6-(4-(1-(2-硝基-1H-咪唑))丁基)-11- 氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下：
化合物Ⅰ-c，其化学式为：C23H22N6O3；化学名称为：6-(6-(1-(2-硝基-1H-咪唑)己基)-11- 氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下：
化合物Ⅰ-d，其化学式为：C19H13FN6O3；化学名称为：6-(2-(1-(2-硝基-1H-咪唑))乙基)-9- 氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下：
化合物Ⅰ-e，其化学式为：C21H17FN6O3；化学名称为：6-(4-(1-(2-硝基-1H-咪唑))丁基)-9- 氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下，
化合物Ⅰ-f，其化学式为：C23H21FN4O3；化学名称为：6-(6-(1-(2-硝基-1H-咪唑)己基)-9- 氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；其化学结构式如下：
本发明还提供了所述吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物在制备具有乏氧选择性的抗肿瘤前药，尤其是在制备抗人子宫颈癌、人肺腺癌和人乳腺癌前药制剂中的应用。
本发明所提供的吲哚(2,3-b)喹喔啉-11-氧衍生物的药理实验显示，对子宫颈癌Hela细胞、人肺腺癌A549细胞、人乳腺癌MCF-7细胞有显著的抑制作用，将其与药理上允许使用的载体均匀混合，按照常规制剂方法可制备成多种剂型的抗肿瘤药物制剂。
本发明所述药物组合物，其以所述吲哚(2,3-b)喹喔啉-11-氧衍生物或其可药用盐作为有效成分，并含有一种或多种药学上可接受的辅料。
如以本发明合成的衍生物作为活性成分，可与水、蔗糖、山梨醇糖、果糖等药剂辅料组合制成口服液体制剂；可与赋形剂(蔗糖、葡萄糖、甘露糖、乳糖)、崩解剂(淀粉)、润滑剂(硬脂酸、滑石粉)、粘合剂(明胶)等组分组合制备成片剂或胶囊剂。
还可以本发明合成的衍生物为活性成分，与生理盐水、葡萄糖溶液等制成注射液。
本发明在用于临床治疗时，可参考的有效剂量是：口服，1-20mg/天，分3或4次服用；注射液，5-10mg/次，每天2次。
由此本申请人完成了本发明的化合物用于制备具有乏氧选择性的抗肿瘤药物制剂的用途发明，尤其是用于制备抗人急性早幼粒子宫颈癌药物制剂、抗人肺腺癌药物制剂和抗人乳腺癌药物制剂。其中，化合物Ⅰ-a优选用于制备抗人子宫颈癌药物制剂，化合物Ⅰ-a和Ⅰ-b 优选用于制备抗人肺腺癌药物制剂。
本发明的目的之二是这样实现的：
所述乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物的制备方法，包括以下步骤：
a)以二氯甲烷作为溶剂，将化合物A和间氯过氧苯甲酸按摩尔比1∶2～6在40～60℃条件下回流搅拌反应15～25h，然后冷却至室温并减压浓缩后，进行硅胶柱层析纯化，然后以二氯甲烷洗脱，将洗脱液蒸除溶剂后真空干燥，得化合物B；
所述化合物A为6-(溴代烷基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉，所述化合物B为6-(溴代烷基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；
b)以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，将化合物B、2-硝基咪唑和碳酸钾按摩尔比1～2∶1∶1 在120～180℃条件下回流搅拌反应15～25h，然后冷却至室温，在-0.1MPa、80℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析纯化，然后以V二氯甲烷∶V甲醇＝35∶1的混合液洗脱，将洗脱液蒸除溶剂后真空干燥，得化学通式(Ⅰ)所示的化合物。
本发明所述吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物的制备方法，所述6-(溴代烷基)-6H-吲哚 [2,3-b]喹喔啉具体为6-(2-溴乙基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉、6-(4-溴丁基)-6H-吲哚[2,3-b] 喹喔啉或6-(6-溴己基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉。
本发明的吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物在乏氧细胞的还原环境下，产生羟基自由基，羟基自由基通过破坏DNA杀死癌细胞，2-硝基咪唑侧链在乏氧细胞的还原环境下还原形成亚硝基衍生物、羟胺和胺,这些还原产物能与DNA偶联；在常氧环境下，吲哚(2,3-b)喹喔啉-11- 氧衍生物不被还原，使得吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物表现出良好的乏氧选择活性，可以用于制备治疗实体瘤的药物。
本发明提供具有乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物的乏氧选择性及其抗肿瘤活性，部分化合物显示出优良的乏氧选择活性和体外抗肿瘤活性。特别是化合物Ⅰ-a，对Hela细胞和A549细胞具有优良的乏氧选择性，其HCR值高于其它衍生物。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细阐释，但不以任何形式限制本发明的内容。
以下实施例中所用试剂均可通过市售渠道获得。
制备化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f的化学反应式如下：
其中n为2、4或6，R为氢(H)或氟(F)。
实施例1化合物Ⅰ-a的制备
(1)化合物B1【C16H12N3OBr，6-(2-溴乙基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(2-溴乙基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物A1，3.26g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，30mmol)，加入150mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得2.72g黄色固体，即为化合物B1，产率76％。
(2)化合物Ⅰ-a【C19H14N6O3，6-(2-(1-(2-硝基-1H-咪唑))乙基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b] 喹喔啉】的制备:
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(2-溴乙基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉 (化合物B1，170mg，0.5mmol)、2-硝基咪唑(60mg，0.5mmol)和碳酸钾(69mg，0.5mmol)，加入10mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h；冷却后在-0.1MPa、80℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1混合液为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得121mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-a，产率67％。
化合物Ⅰ-a的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:>250℃
IR(KBr,cm-1)3140(C-H ph),1580(-NO2),1530(C＝N),1480(N＝O)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ8.61(d,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),8.57(dd,J1＝8.4 Hz,J2＝0.9Hz,1H,Ar-H),7.88(m,2H,Ar-H),7.71(m,2H,Ar-H),7.64(d,J＝7.8 Hz,1H,Ar-H),7.41(td,J1＝7.8Hz,J2＝0.6Hz,1H,Ar-H),7.08(d,J＝1.2Hz,1H, IMZ-H),6.69(d,J＝0.6Hz,1H,IMZ-H),4.98(t,J＝5.1Hz,2H,-CH2-H),4.91(t, J＝5.1Hz,2H,-CH2-H).
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:148.98；145.91；142.30；141.20；133.84；131.15；131.30；128.68；128.58；127.94；126.70；123.92；123.69；122.123；118.20；114.91；110.11；48.95；41.32
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C19H15N6O3]+:375.12005；found:375.12001.
化合物Ⅰ-a的化学结构式为：
实施例2化合物Ⅰ-b的制备
(1)化合物B2【C18H16N3OBr，6-(4-溴丁基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(4-溴丁基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物A2，3.55g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，50mmol)，加入150mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得2.37g黄色固体，即为化合物B2，产率64％。
(2)化合物Ⅰ-b【C21H18N6O3，6-(4-(1-(2-硝基-1H-咪唑))丁基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b] 喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(4-溴丁基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉 (化合物B2，186mg，0.5mmol)、2-硝基咪唑(60mg，0.5mmol)和碳酸钾(69mg，0.5mmol)，加入10mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h；冷却后在-0.1MPa、80℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1混合液为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得240mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-b，产率：53％。
化合物Ⅰ-b的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:173℃
IR(KBr,cm-1)IR(KBr,cm-1)2930(C-H ph),1590(-NO2),1530(C＝N),1480(N＝O)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ8.62(t,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),8.12(d,J＝8.4Hz, 1H,Ar-H),7.87(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.72(m,3H,Ar-H),7.64(s,1H,IMZ-H), 7.39(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.13(s,1H,IMZ-H),4.49(t,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H), 4.44(d,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H),1.89(m,4H,-CH2-H).
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:149.02；145.03；142.62；141.54；133.81；131.15；131.03；128.60；128.29；128.26；126.41；126.96.126.92；121.68；118.11；114.91；110.41；49.49；41.17；27.46；25.41
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C21H19N6O3]+:403.15122；found:403.15131.
化合物Ⅰ-b的化学结构式为：
实施例3化合物Ⅰ-c的制备
(1)化合物B3【C20H20N3OBr，6-(6-溴己基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(6-溴己基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物A3，3.99g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，30mmol)，加入150mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得2.25g黄色固体，即为化合物B3，产率62％。
(2)化合物Ⅰ-c【C23H22N6O3，6-(6-(1-(2-硝基-1H-咪唑)己基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b] 喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(6-溴己基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉 (化合物B3，206mg，1mmol)、2-硝基咪唑(120mg，0.5mmol)和碳酸钾(142mg，0.5mmol)，加入15mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h；冷却后后在-0.1MPa、80 ℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1的混合液为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得151mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-c，产率：70％。
化合物Ⅰ-c的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:139℃
IR(KBr,cm-1)2930(C-H ph),1590(-NO2),1530(C＝N),1490(N＝O)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ8.64(d,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),8.62(d,J＝9.0Hz, 1H,Ar-H),8.12(d,J＝8.4Hz,1H,Ar-H),7.87(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.72(m, 3H,Ar-H),7.62(s,1H,IMZ-H),7.41(m,1H,Ar-H),7.14(s,1H,IMZ-H),4.45(t, J＝7.2Hz,2H,-CH2-H),4.32(t,J＝7.2Hz,2H,-CH2-H),1.86(t,J＝7.2Hz,2H, -CH2-H),1.71(t,J＝7.2,2H,-CH2-H),1.35(s,4H,-CH2-H).
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:149.01；144.97；1472.65；141.57；133.77；131.61；131.00；128.64；128.26；128.19；126.38；123.98；123.97；121.63；118.31；114.86；110.43；49.79；41.51；30.08；28.23；26.13；25.91.
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C23H23N6O3]+:431.18258；found:431.18262.
化合物Ⅰ-c的化学结构式为：
实施例4化合物Ⅰ-d的制备
(1)化合物B4【C16H11FN3OBr，6-(2-溴乙基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(2-溴乙基)-9-氟-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物A4，3.44g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，30mmol)，加入100mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得2.42g黄色固体，即为化合物B4，产率49％。
(2)化合物Ⅰ-d【C19H13FN6O3，6-(2-(1-(2-硝基-1H-咪唑))乙基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚 [2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(2-溴乙基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物B4，203mg，0.6mmol)、2-硝基咪唑(73mg，0.6mmol)和碳酸钾(80mg，0.6mmol)，加入12mLN,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h；冷却后在-0.1MPa、80℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1的混合液为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得123mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-d，产率：55％。
化合物Ⅰ-d的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:>250℃
IR(KBr,cm-1)2920(C-H ph),1580(-NO2),1530(C＝N),1480(N＝O),1360(C-F)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ:8.57(d,J＝9.0Hz,1H,Ar-H),8.31(dd,J1＝8.4Hz,J2＝3.0Hz,1H,Ar-H),7.89(m,2H,Ar-H),7.73(m,2H,Ar-H),7.64(td, J1＝9.0Hz,J2＝3.0Hz,1H,Ar-H),7.09(s,1H,IMZ-H),6.69(s,1H,IMZ-H),4.99 (t,J＝5.4Hz,2H,-CH2-H),4.90(t,J＝5.4Hz,2H,-CH2-H)
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:158.58；157.01；149.36；145.49；142.57；137.66；133.81；131.49；130.11；128.65(d,J＝7.5Hz)；127.94；126.88；118.75(d,J＝25.5Hz)；118.22；115.41(d,J＝9.0Hz)；116.65(d,J＝9.0Hz)；109.54(d,J＝25.5Hz)；46.88；41.59.
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C19H14FN6O3]+:393.11050；found:393.11059.
化合物Ⅰ-d的化学结构式为：
实施例5化合物Ⅰ-e的制备
(1)化合物B5【C18H15FN3OBr，6-(4-溴丁基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(4-溴丁基)-9-氟-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉 (A5，3.78g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，50mmol)，加入100mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得0.98g黄色固体，即为化合物B5，产率26％。
(2)化合物Ⅰ-e【C21H17FN6O3，6-(4-(1-(2-硝基-1H-咪唑))丁基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚 [2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(4-溴丁基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(化合物B5，199mg，0.5mmol)、2-硝基咪唑(60mg，0.5mmol)和碳酸钾(69mg，0.5mmol)，加入10mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h；待冷却后在-0.1MPa、80 ℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得121mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-e，产率：57％。
化合物Ⅰ-e的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:202℃
IR(KBr,cm-1)3140(C-H ph),1580(-NO2),1530(C＝N),1480(N＝O),1360(C-F),916(C＝C)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ:8.59(d,J＝8.4Hz,1H,Ar-H),8.28(d,J＝7.8Hz, 1H,Ar-H),8.12(d,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.89(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.81(dd, J1＝9.0Hz,J2＝3.6Hz,1H,Ar-H),7.72(t,J1＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.65(s,1H,IMZ-H) 7.61(t,J1＝8.4Hz,1H,Ar-H),7.14(s,1H,IMZ-H),4.49(d,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H), 4.44(t,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H),1.89(s,4H,-CH2-H)
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:158.26；156.69；149.26；145.01；142.85；137.89；133.65；131.31；128.62；128.28(d,J＝3.0Hz)；126.52；123.55(d,J＝4.5Hz)；118.58(d, J＝25.5Hz)；118.24；115.19(d,J＝12.0Hz)；111.73(d,J＝7.5Hz)；109.45(d,J＝ 25.5Hz)；49.48；41.33；27.40；25.41
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C21H18FN6O3]+:421.14194；found:421.14189.
化合物Ⅰ-e的化学结构式为：
实施例6化合物Ⅰ-f的制备
(1)化合物B6【C20H19FN3OBr，6-(6-溴己基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(6-溴己基)-9-氟-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉 (A6，4.20g，10mmol)和间氯过氧苯甲酸(5.16g，30mmol)，加入100mL二氯甲烷，搅拌加热至50℃，回流反应24h，冷却至室温，在-0.1MPa、25℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以二氯甲烷进行洗脱，将得到的洗脱液蒸除溶剂并真空干燥后，得2.06g黄色固体，即为化合物B6，产率49％。
(2)化合物Ⅰ-f【C23H21FN4O3，6-(6-(1-(2-硝基-1H-咪唑)己基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚 [2,3-b]喹喔啉】的制备：
在装有回流冷凝管的反应瓶中，分别称取6-(6-溴己基)-9-氟-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(B6，207mg，0.5mmol)、2-硝基咪唑(60mg，0.5mmol)和碳酸钾(69mg，0.5mmol)，加入10mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至150℃，回流反应24h，冷却后在-0.1MPa、80℃条件下浓缩，然后过硅胶柱层析分离，以V二氯甲烷：V甲醇＝35:1混合液为淋洗剂，所得洗脱液真空干燥后得125mg黄色固体，即为化合物Ⅰ-f，产率：56％。
Ⅰ-f的表征(熔点，红外光谱，核磁氢谱、碳谱及高分辨质谱)数据如下：
Mp:154℃
IR(KBr,cm-1)2920(C-H ph),15980(-NO2),1532(C＝N),1480(N＝O),1360(C-F)；
1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ8.56(dd,J1＝9.0Hz,J2＝1.2Hz,1H,Ar-H),8.25 (dd,J1＝8.4Hz,J2＝3.0Hz,1H,Ar-H),8.09(d,J＝8.4Hz,1H,Ar-H),7.87(td, J1＝7.8Hz,J2＝1.2Hz,1H,Ar-H),7.75(dd,J1＝9.0Hz,J2＝4.2Hz,1H,Ar-H),7.71 (td,J1＝7.8Hz,J2＝1.2Hz,1H,Ar-H),7.65(d,J1＝0.6Hz,1H,IMZ-H),7.58(td, J1＝9.0Hz,J2＝2.7Hz，1H,Ar-H),7.15(d,J＝1.2Hz,1H,IMZ-H),4.43(t,J＝7.2 Hz,2H,-CH2-H),4.34(t,J＝7.2Hz,2H,-CH2-H),1.84(t,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H), 1.72(t,J＝6.6Hz,2H,-CH2-H),1.35(t,J1＝3.6Hz,4H,-CH2-H).
13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ:158.22；156.65；149.22；144.96；142.68；137.89；133.61；131.24；128.66；128.25(d,J＝10.5Hz)；126.46；123.48(d,J＝4.5Hz)；118.54(d,J＝24.0Hz)；118.24；115.13(d,J＝10.5Hz)；111.73(d,J＝9.0Hz)；109.43(d,J＝25.5Hz)；49.78；41.66；30.07；28.24；26.10；25.90.
HRMS(+)-ESI m/z[M+H]+calcd for[C23H22FN4O3]+:449.17330；found:449.17319.
化合物Ⅰ-f的化学结构式为：
实施例7化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f活性试验
化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f对人急性早幼粒子宫颈癌细胞Hela、人肺腺癌细胞A549、人乳腺癌细胞MCF-7的乏氧增殖抑制作用测试
(1)所用试剂：
MTT溶液：5mg/ml(sigma公司)；DMSO：浓度0.1％；CoCl2：浓度150μmol/L；
(2)具体操作：
实验组：取处于对数生长期的Hela、A549、MCF-7制成细胞悬浮液，将细胞浓度调整为 2×104个/mL，按90μL/孔加入96孔培养板，将细胞在温度37℃，5％CO2的湿式培养箱中培养，然后分为两个小组，用0μmol/L氯化钴培养液诱导培养富氧细胞小组，用150μmol/L 的氯化钴培养液培养诱导乏氧细胞小组，待贴壁后给予加药刺激，按10μL/孔分别加入浓度为0.1μmol/L、1μmol/L和10μmol/L的化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f水溶液(每种化合物均设四个复孔)，在培养箱中孵育48h后，按10μL/孔加入MTT溶液，继续培养4h，然后按100μL/孔加入DMSO，室温(25℃)条件下震荡10min，用酶标仪(VERSA max，美国)在570nm波长下测定各孔的OD值。
阴性对照组：将实验组中的浓度为0.1μmol/L、1μmol/L和10μmol/L的化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f溶液用等体积的PBS(即磷酸盐缓冲液，浓度为0.01M)代替，其他条件保持不变。
阳性对照组：将实验组中的浓度为0.1μmol/L、1μmol/L和10μmol/L的化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f溶液分别用等体积的浓度为0.1μmol/L、1μmol/L和10μmol/L的顺铂代替，其他条件保持不变。
空白组：将实验组中的细胞悬浮液用等体积的细胞培养液代替，将实验组中化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f溶液用等体积的PBS(浓度为0.01M)代替，其他条件保持不变。
(3)结果处理：
对各组所得OD值数据进行处理，计算细胞存活率及细胞抑制率：
细胞存活率(％)＝[OD给药组-OD空白组]/[OD阴性对照组-OD空白组]，其中OD给药组为实验组或阳性对照组，即添加化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f或顺铂的组；
细胞抑制率(％)＝100％-细胞存活率(％)；
根据寇氏改良法计算公式计算出给药组的IC50(见表1)，计算公式表达式为： IC50＝lg-1[Xm-i(ΣP-0.5)]，式中Xm为设计的最大浓度的对数值；i为各浓度倍比浓度的对数值；ΣP为各组生长抑制率之和；0.5为经验常数。
表1：化合物Ⅰ-a～Ⅰ-f和顺铂对Hela、A549和MCF-7乏氧选择细胞毒性比较
化合物(Ⅰ-a～Ⅰ-f)对所测试的人的肿瘤细胞增殖表现出不同程度的抑制作用和乏氧选择性，详见表1。一些化合物表现出了良好的乏氧选择性，其中化合物Ⅰ-a对Hela细胞具有优良的乏氧选择性，其HCR达到了2.9；化合物Ⅰ-a和Ⅰ-b对A549细胞具有良好的乏氧选择性，其HCR分别达到了7.4和5.9。
实施例14
取实施例1制备的化合物Ⅰ-a 5g，硬脂酸镁3mg，聚乙烯醇6mg，玉米淀粉45g，制成口服片剂500片，每片含10mg化合物Ⅰ-a。
本发明实施例中制备的化合物的检测仪器为：
化合物熔点由SGW X-4显微熔点仪测定；核磁共振谱(1H NMR，13C NMR)由FT-NMRBrucker AVANCE 600(600MHz)测定，四甲基硅烷为内标；红外光谱由Perkin-Elmer Model-683测定；高分辨率质谱(HRMS)由FTICR-MS(Ionspec 7.0T)测定，ESI离子源。
层析硅胶(200-300目)由青岛海洋化工厂生产；所用试剂为国产或进口分析纯或分析纯以上。
本发明列举的实施例1-14旨在阐明一类吲哚(2,3-b)喹喔啉-11-氧衍生物的化学结构、制备方法以及该类化合物对抗肿瘤药物制剂的用途，实施例不单是说明它本身所述的具体的化合物的合成方法及乏氧选择性和抗肿瘤活性，同时也可以用来说明改变原料的种类和数量，合成其同系物和类似物，而不对本发明的范围构成任何限制。

Claims (4)

1.一种乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物，其特征是，其具有式(Ⅰ)所示的结构通式：
其中，基团R为H或卤素，n为2，4或6。
2.一种乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
a)以二氯甲烷作为溶剂，将化合物A和间氯过氧苯甲酸按摩尔比1∶2～6在40～60℃条件下回流搅拌反应15～25h，然后冷却至室温并减压浓缩后，进行硅胶柱层析纯化，然后以二氯甲烷洗脱，将洗脱液蒸除溶剂后真空干燥，得化合物B；
所述化合物A为6-(溴代烷基)-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉，所述化合物B为6-(溴代烷基)-11-氧-6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉；
b)以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，将化合物B、2-硝基咪唑和碳酸钾按摩尔比1～2∶1∶1在120～180℃条件下回流搅拌反应15～25h，然后冷却至室温，在-0.1MPa、80℃条件下浓缩后进行硅胶柱层析分离，然后以V二氯甲烷∶V甲醇＝35∶1的混合液洗脱，将洗脱液蒸除溶剂后真空干燥，得如化学通式(Ⅰ)所示且R基团为H的化合物；
其中，化学通式(Ⅰ)结构为：
，
n为2、4或6。
3.权利要求1所述乏氧选择性抗肿瘤前药吲哚[2,3-b]喹喔啉-11-氧衍生物在制备抗肿瘤前药中的应用。
4.一种药物组合物，其特征在于，以权利要求1所述衍生物或其可药用盐作为有效成分，并含有一种或多种药学上可接受的辅料。
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